1、(十二)新型化學(xué)電源試題的解題方略(對應(yīng)學(xué)生用書第127頁)要點歸納1背景介紹近幾年的高考題中的新型化學(xué)電源，有“氫鎳電池”“高鐵電池”“鋅錳堿性電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”“銀鋅電池”“紐扣電池”等，一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)高等特點。由于該類試題題材廣、信息新、陌生度大，因此許多考生感覺難度大。雖然該類試題題材新穎，但應(yīng)用的解題原理還是原電池的知識，主要考查的是學(xué)生遷移應(yīng)用的能力。只要細(xì)心分析，實際上得分相對比較容易。2命題分析命題人常常根據(jù)新型化學(xué)電池的裝置特點，以新介質(zhì)、新燃料、輕金屬為背景，涉及下列命題角度。(1)電極的判斷及其

2、電極反應(yīng)式的書寫或判斷。(2)兩極產(chǎn)物及兩極反應(yīng)類型的判斷。(3)兩極附近溶液的pH變化或計算。(4)電子、電流、離子移動方向，交換膜的判斷。(5)電子守恒的相關(guān)計算。3新型化學(xué)電源示例分析(1)(2016全國卷)MgAgCl電池(海水為電解質(zhì)溶液)。負(fù)極反應(yīng)式：Mg2e=Mg2；正極反應(yīng)式：2AgCl2e=2Ag2Cl；總反應(yīng)式：Mg2AgCl=2AgMgCl2。(2)(2015全國卷)微生物電池如圖所示負(fù)極反應(yīng)式：C6H12O624e6H2O=6CO224H；正極反應(yīng)式：6O224e24H=12H2O。(3)鎳氫電池(KOH溶液)：NiOOHMHNi(OH)2M負(fù)極反應(yīng)式：MHeOH=MH

3、2O；正極反應(yīng)式：NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH。(4)熱激活電池受熱熔化后可瞬間輸出電能?？偡磻?yīng)式為PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。負(fù)極反應(yīng)式：Ca2e2Cl=CaCl2；正極反應(yīng)式：PbSO42e=SOPb。(5)高鐵電池(KOH溶液)總反應(yīng)式為3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。負(fù)極反應(yīng)式：3Zn6e6OH=3Zn(OH)2；正極反應(yīng)式：2FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH。(6)鋰離子電池總反應(yīng)式為xLiLi1xMn2O4LiMn2O4。負(fù)極反應(yīng)式：xLixe=xLi；正極反應(yīng)式：Li1xMn2O4xexLi=L

4、iMn2O4。典例導(dǎo)航(2017全國卷)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】A電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多審題指導(dǎo)(1)16LixS8=8Li2Sx(2x8)Li作負(fù)極，電極反應(yīng)式為16Li16e=16LiS8作正極，電極反應(yīng)式為xS816e16Li=8Li2Sx 放電時

5、電極a作正極，放電時間越長，Li2Sx中x越小 充電時電極a作陽極，充電時間越長，Li2Sx中x越大(2)負(fù)極Li生成Li移向正極，減重7 gmol10.14 g【答案】D (1)放電時負(fù)極反應(yīng)式為_，正極反應(yīng)式(當(dāng)x6時)為_，放電過程中Li2S8Li2S6的正極反應(yīng)式為_。(2)充電時，陽極反應(yīng)式(Li2S2Li2S4)_?！敬鸢浮?1)Lie=Li6S816e16Li=8Li2S63Li2S82e2Li=4Li2S6(2)2Li2S22e=Li2S42Li對點訓(xùn)練1(2018廈門模擬)一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說法正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號：】Aa電極發(fā)生還原反應(yīng)，作電池的

6、正極Bb電極反應(yīng)式為2NO10e12H=N26H2OCH由右室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室D標(biāo)準(zhǔn)狀況下，電路中產(chǎn)生6 mol CO2同時產(chǎn)生22.4 L的N2BA項，在該燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極，故電極a為負(fù)極，電極b為正極，a電極發(fā)生氧化反應(yīng)，錯誤；B項，b電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為2NO10e12H=N26H2O，正確；C項，溶液中H由負(fù)極移向正極，即由左室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室，錯誤；D項，不能確定有機物中碳元素的化合價，則不能計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，也不能通過二氧化碳計算氮氣的體積，錯誤。2(2018石家莊聯(lián)考)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應(yīng)式為Li1xC

7、oO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A放電時，Co元素的化合價升高B放電時，正極的電極反應(yīng)式為Li1xCoO2xexLi=LiCoO2C充電時，Li在電解液中由陽極向陰極遷移D充電時，陰極的電極反應(yīng)式為C6xLixe=LixC6A由放電時電池的總反應(yīng)式可知，放電時Co元素的化合價降低，A項錯誤；放電時正極的電極反應(yīng)式為Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，B項正確；充電時陽離子由陽極向陰極遷移，C項正確；充電時陰極反應(yīng)與放電時負(fù)極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為C6xLixe=LixC6，D項正確。3大功率的鎳氫電池使用在油電混合動力車輛中。鎳氫電池(

8、Ni-MH電池)正極板材料為NiOOH，負(fù)極板材料為吸氫合金，下列關(guān)于該電池的說法中正確的是 ()A放電電池內(nèi)部H向負(fù)極移動B充電時，將電池的負(fù)極與外接電源的正極相連C充電時陽極反應(yīng)式為Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OD放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式為MHnne=MnHCA項，根據(jù)原電池工作原理，陽離子向正極移動，錯誤；B項，充電時電池的負(fù)極要接電源的負(fù)極，電池的正極要接電源的正極，錯誤；C項，根據(jù)電池工作原理圖，電池正極的電極反應(yīng)式：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，充電是電解池，發(fā)生的電極反應(yīng)式與原電池的電極反應(yīng)式是相反的，即陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，正確

9、；D項，該電池的環(huán)境是堿性環(huán)境，不能有大量H存在，電極反應(yīng)式：MHnnOHne=MnH2O，錯誤。4(2018黑龍江五校聯(lián)考)斯坦福大學(xué)華人化學(xué)家戴宏杰的團(tuán)隊發(fā)明了一種“一分鐘充滿電”的新型鋁離子電池。該電池的電極材料為鋁和CnAlCl4(Cn為石墨)，有機物陽離子和AlCl4組成離子液體，電池放電時，在負(fù)極附近形成Al2Cl7。充電和放電過程中離子液體中的陽離子濃度不變。下列說法不正確的是()A放電時，鋁為電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al3e=Al3B放電時，負(fù)極材料和正極材料質(zhì)量均減少C充電和放電過程中，有機物陽離子移動方向相反D充電時，陽極的電極反應(yīng)式為AlCl4Cne=CnAlCl4A選項A，題目信息提示，負(fù)極形成Al2Cl